Fotografické filtry v digitální praxi III. - Polarizační - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

8. dubna 2005, 00.00 | Jedním z nejvíce praktických filtrů pro digitální fotografování je polarizační filtr. Ve většině jeho vlastností nenahraditelný počítačovými úpravami si udržel své místo i v digitální současnosti. Jeho výhod využívají zejména krajináři, ale praktický je i pro řadu jiných fotografických situací. Škála aplikací je vcelku široká.

::Fotografické filtry v digitální praxi I.
::Fotografické filtry v digitální praxi II. - ND filtry
::Fotografické filtry v digitální praxi IV. - Skylight a barevné
::Fotografické filtry v digitální praxi V. - Infračervený filtr

Jedním z nejvíce praktických filtrů pro digitální fotografování je polarizační filtr. Ve většině jeho vlastností nenahraditelný počítačovými úpravami si udržel své místo i v digitální současnosti. Jeho výhod využívají zejména krajináři, ale praktický je i pro řadu jiných fotografických situací. Škála aplikací je vcelku široká. Umí ztmavit oblohu a tím zvýraznit mraky, poskytuje obraz s živějšími barvami, eliminuje odlesky od nekovových předmětů a při použití v páru může fungovat jako ND filtr s proměnlivým faktorem filtrace. Tyto vlastnosti má však pouze za určitých podmínek a dodržení postupů, které je potřeba si osvojit.

Co je polarizované světlo?
Veškeré výhody pramení z jeho jediné funkce, a tou je filtrace polarizovaného světla. Většina zdrojů světla (slunce, žárovka, zářivka) vyzařuje nepolarizované světlo. Světlo, z hlediska teorie vlnění, je definováno jako příčné elektromagnetické vlnění skládající se ze dvou složek, magnetické a elektrické. Obě kmitají vůči sobě kolmo, a zároveň kolmo na směr šíření světla. Takových směrů je však nekonečně mnoho (nekonečně bodů na kružnici). Oproti tomu polarizované světlo se vyznačuje tím, že elektrická složka kmitá pouze v jednom směru. V jakém směru, to je definováno způsobem jeho polarizace.

Polarizované světlo okem nepoznáme, chová se stejně jako světlo nepolarizované. Jak vlastně k polarizaci dochází? Lomem, dvojlomem, odrazem, rozptylem o částice a absorpcí. Nás nejvíce bude zajímat odraz a absorpce.
U odrazu je směr polarizace světla rovnoběžný s rovinou, od které se světlo odrazilo. Míra polarizace je však také závislá na úhlu dopadu, takže kromě určitého úhlu (pro každý materiál jiný) se světlo polarizuje pouze částečně, tzn elektrická složka kmitá i v jiných směrech. Je však nutné pamatovat na to, že odrazem od kovového se světlo nepolarizuje.

Jak funguje polarizační filtr?
Polarizační filtr je vyroben z takového materiálu, který propouští pouze světlo polarizované v určitém směru (s kmitající elektrickou složkou). Můžeme si jej představit jako materiál složený z dlouhých tenkých štěrbin. Projít může pouze to vlnění, jejíž elektrická složka je kolmá na tyto štěrbiny, ostatní se pohltí a v konečném důsledku přemění na teplo (v běžném provozu však zahřátí nepocítíme, pohlcená energie je příliš malá). Pokud za sebe umístíme dva polarizační filtry se stejnou orientací (0°, nebo 180°) štěrbin, budou se chovat jako filtr jeden. Pokud bude jejich orientace kolmá (90°), tak by nemělo procházet vůbec žádné světlo.
Pokud tedy filtrem prochází nepolarizované světlo, vyjde z něj světlo polarizované. To bude mít menší intenzitu a tím pádem má nemalý vliv na světelnost objektivu, která s jeho použitím klesá. Úbytek světla vlivem polarizačního filtru je cca 1,5EV.
Pokud na filtr dopadá polarizované světlo, rozhodne o jeho průchodu směr kmitání elektrické složky světla a orientace samotného filtru. Z toho důvodu jsou polarizační filtry konstruovány tak, aby se ve své objímce daly otáčet.

 

Lineární vs cirkulární
Na trhu s polarizačními filtry pro fotografii existují dva základní typy, lineární a cirkulární. Oba fungují na zcela stejném principu, pouze cirkulární má jednu vrstvu navíc, která polarizované světlo ovlivní tak, že elektrická složka opět kmitá různými směry (přesněji řečeno rotuje v kruhu, proto cirkulárně polarizované světlo). Efekt filtrace to nijak nemění, protože část světla se pohltila na předchozí polarizační vrstvě. Proč je tedy tato změna prováděna?
Polarizované světlo někdy mate pomocné senzory u současných přístrojů, zejména zrcadlovek (filmových i digitálních). Ty svým umístěním vyžadují aby se ve fotoaparátu světlo jejich směrem odráželo (lámalo), což způsobuje druhotnou polarizaci a může dojít k tomu, že určitým směrem polarizované světlo k nim vůbec nedorazí a pohltí se při odrazu o zrcadlo. Ve většině zrcadlovek jsou polopropustná zrcadla, která odrážejí část světla do hledáčku a druhou na senzory autofokusu a expozimetry. To může způsobit, že fotoaparát chybně změří expozici, nebo vůbec nezaostří. Cirkulární polarizační filtry tento problém z větší části řeší a při jejich používání automatická expozice a zaostřování pracují správně.

 
Vlevo bez pol. filtru, vpravo s nasazeným filtrem

K čemu lze polarizační filtr využít?
Existuje několik situací, kde můžeme polarizační filtr aplikovat. Při fotografování krajiny získáme věrnější a živější podání barev díky eliminaci odrazů od objektů na scéně. Eliminovat také můžeme odlesky vodní hladiny, ale pouze částečně, protože úhel odrazu od hladiny je různý v jednotlivých vzdálenostech. Zároveň také ztmavuje modrou oblohu a tím zvýrazňuje mraky, na které nemá vliv. Je však nutné dodržet několik zásad pro práci s oblohou. Tento efekt se prakticky vůbec neprojeví pokud fotografujeme přímo proti slunci, nebo pokud máme slunce v zádech. Největší efekt bude, pokud je slunce po našem boku. Žádného efektu se také nedočkáme, pokud bude obloha celá zatažená.

 
Vlevo bez pol. filtru, vpravo s nasazeným filtrem.

Další situací, kdy se nám hodí eliminace odrazů, je produktová (nebo reportážní) fotografie, kdy snímáme lesklé objekty, na kterých se odráží okolí. Největšího efektu docílíme, pokud je plocha ze které chceme odstranit odlesk rovná. Pokud je nějakým způsobem zakřivená, můžeme eliminovat odlesky pouze v určité části. Pokud se také rovina až příliš vzdaluje od fotoaparátu (velké jezero), bude polarizace fungovat pouze na části její plochy.
Polarizační filtr nás také z části zachrání, chceme-li fotografovat skrz sklo (výlohy, auta apod.), kdy nám pomůže zbavit se odlesků. Je však důležité si pamatovat, že odražené světlo musí mít určitý úhel dopadu/odrazu aby bylo polarizováno, z čehož vyplývá, že polarizační filtr nebude mít žádný efekt, budeme-li fotografovat kolmo k ploše skla.

 
Vlevo bez pol. filtru, vpravo s nasazeným filtrem.

Jak polarizační filtr použít
Polarizační filtry se vyrábí v dvojitých objímkách, kde první, zpravidla vroubkovaná, slouží pro uchycení filtru na objektiv a druhá pro jeho rotaci, což slouží pro nastavení úhlu polarizace. Je důležité vědět zda-li máme objektiv s rotujícím předním členem. Pokud se přední člen neotáčí při zaostřování či zoomování, můžeme polarizační filtr nastavit do požadované pozice a poté zaostřit a změřit expozici. Pokud se přední člen otáčí, je manipulace s ním složitější.
Vhodnou polohu filtru nejlépe nalezneme jeho otáčením, dokud nedocílíme kýženého efektu. Jakmile začne efekt slábnout, musíme se vrátit zpět. Není dobré blokovat automatickou expozici před tímto úkonem, protože otáčením filtru se expoziční hodnoty mohou zásadně změnit.
Další zajímavou aplikací je použití dvou polarizačních filtrů jako ND filtru (psali jsme v minulém dílu). Z pohledu šíření světla, musí být první v řadě filtr lineární a druhý cirkulární. Tzn, že na objektiv nejdříve nasadíme cirkulární a na něj lineární. Touto kombinací docílíme toho, že vzájemným natáčením filtrů budou více či méně propouštět světlo, od úbytku 1,5EV až po teoretické nekonečno, zde záleží na konkrétních filtrech. Zajímavostí je, že LCD displeje vyzařují polarizované světlo a filtrem jej lze zcela eliminovat.

Je vhodné ho používat vždy? Jaká jsou úskalí?
Není vhodný mít polarizační filtr nasazený permanentně. Jednak efekt polarizace nefunguje vždy a také nasazení filtru s sebou nese další negativa v podobě nebezpečí vinětace, nebo zpětných reflexí. Další nevýhodou je také onen úbytek světla o cca 1.5EV, který nám bude činit problémy za špatných světelných podmínek tím, že prodlouží čas expozice.
Je také dobré pamatovat na to, že nefunguje na odlesky od kovových materiálů, které světlo nepolarizují. Polarizované světlo od nich odražené si však svou polarizaci nechávají a tak je možné na kovových materiálech se zbavit odlesku již polarizovaného světla (například jiným odrazem, nebo umístěním polarizačního filtru před zdroj světla).

Shrnutí
Na trhu existuje několik variant polarizačních filtrů v různém cenovém rozpětí. Cena je navíc zhruba úměrná průměru objektivu. Kromě základního rozlišení polarizačních filtrů na lineární a cirkulární také můžeme zakoupit kombinace polarizačních a UV filtrů v normálních, nebo "slim" objímkách, které napomáhají redukce vinětace. Průměrně kvalitní cirkulární polarizační filtr s průměrem 27 mm může stát cca 600,- Kč, průměr 52 mm 1 200,- Kč a 82 mm 2 600,- Kč. Záleží však na konkrétním výrobci a provedení (slim jsou dražší), takže není problém se dostat například až na cenu 8 000,- Kč za průměr 82 mm.
Polarizační filtr patří k velmi užitečným nástrojům v několika situacích, což většinou vede k působivějším snímkům bez rušivých odlesků, nebo barevně živějším snímkům. Velmi působivý efekt je také ztmavení oblohy. Ve všech situacích si musíme dávat pozor, zda-li je efekt rovnoměrný. Pochopení principu práce polarizačního filtru není úplně snadné a výsledek není a i při jeho pochopení zcela předvídatelný. Nezbývá tak než experimentovat a otáčet a otáčet…

::Fotografické filtry v digitální praxi I.
::Fotografické filtry v digitální praxi II. - ND filtry
::Fotografické filtry v digitální praxi IV. - Skylight a barevné
::Fotografické filtry v digitální praxi V. - Infračervený filtr